Hvad er en permanent magnet, og hvad er kategorierne

En permanent magnet, også kendt som en hård magnet, er et materiale, der kan bevare sine magnetiske egenskaber over en længere periode, når det først er blevet magnetiseret. Denne evne til at opretholde et konstant magnetfelt, er den fra bløde magneter, som mister deres magnetisme, når det eksterne magnetfelt fjernes. Permanente magneter kan findes naturligt, såsom magnetit (en type jernoxid), eller de kan fremstilles kunstigt. Disse magneter er meget udbredt i forskellige applikationer, herunder elektronik, elektroteknik, maskiner, transport, sundhedspleje og daglige produkter.

Permanente magneter er kendetegnet ved deres brede hysterese-sløjfe, høje koercitivitet og høje remanens. De opererer i den anden kvadrant af afmagnetiseringskurven efter at være blevet mættet og opladet magnetisk. For at sikre maksimal lagret magnetisk energi og stabil magnetisme, bør permanente magneter have så høj koercivitet (Hc), remanens (Br) og maksimalt energiprodukt ((BH)m) som muligt.

Permanente magneter kan klassificeres i to hovedkategorier baseret på deres materialesammensætning: legerede permanentmagnetiske materialer og ferrit permanentmagnetiske materialer.

Permanente magnetiske legeringsmaterialer inkluderer:

1. Sjældne jordarters permanente neodymmagneter (f.eks. Nd2Fe14B eller Neodymmagneter ): Disse er blandt de stærkeste magneter, der er kommercielt tilgængelige. De har ekstremt høje magnetiske egenskaber med et maksimalt energiprodukt (BHmax) over 10 gange højere end ferrit. NdFeB-magneter kan yderligere opdeles i bundet NdFeB, sintret NdFeB og sprøjtestøbt NdFeB baseret på produktionsprocesser. Bondede NdFeB-magneter fremstilles ved at blande NdFeB-pulver med bindemidler som harpiks, plast eller metaller med lavt smeltepunkt og derefter dannet gennem kompression, ekstrudering eller sprøjtestøbning. Sintrede NdFeB-magneter fremstilles gennem luftstrålefræsning og sintring, hvilket resulterer i høj koercitivitet og fremragende mekaniske egenskaber. Sprøjtestøbte NdFeB-magneter giver høj præcision og kan nemt laves til komplekse former.

2. Samarium Cobalt (SmCo): SmCo-magneter er opdelt i SmCo5 og Sm2Co17 baseret på deres sammensætning. Som en anden generation af sjældne jordarters permanentmagnet har SmCo ikke kun et højt maksimalt energiprodukt (14-28 MGOe) og pålidelig koercitivitet, men udviser også gode temperaturegenskaber. Sammenlignet med NdFeB er SmCo mere velegnet til højtemperaturapplikationer (over 200°C).

3. Aluminium Nikkel Cobalt (AlNiCo): AlNiCo er en legering sammensat af aluminium, nikkel, kobolt, jern og andre spormetalliske elementer. Det kan fremstilles gennem sintrings- eller støbeprocesser, hvilket giver mulighed for produktion af forskellige størrelser og former. Støbte AlNiCo permanente magneter har den laveste reversible temperaturkoefficient og kan fungere ved temperaturer op til over 600°C.

Permanente magnetiske ferritmaterialer (ferrit): Ferritmagneter er primært fremstillet af råmaterialer som BaFe12O19 og SrFe12O19 gennem keramisk behandling. De er hårde og skøre, med god temperaturbestandighed og lave omkostninger, hvilket gør dem til de mest udbredte permanente magneter.

Sammenfattende spiller permanente magneter en afgørende rolle i adskillige applikationer på grund af deres evne til at bevare magnetisme over tid. Deres forskellige materialesammensætninger og produktionsprocesser tilbyder en række egenskaber, der egner sig til forskellige anvendelser.